第八章 信使RNA及翻譯水平的調(diào)控

1、第八章第八章 信使信使RNA與翻譯水平的調(diào)控與翻譯水平的調(diào)控蛋白質(zhì)合成起始調(diào)控3 -UTR結(jié)構(gòu)對(duì)翻譯的調(diào)控翻譯因子的可逆磷酸化與蛋白質(zhì)合成的控制轉(zhuǎn)鐵蛋白mRNA的翻譯調(diào)控第一節(jié) 蛋白質(zhì)合成的起始調(diào)控翻譯中的4種組分？翻譯調(diào)控最重要的幾個(gè)方面：mRNA結(jié)構(gòu)和自身的穩(wěn)定性翻譯起始的調(diào)節(jié)參與翻譯的蛋白因子一、翻譯的起始許多起始因子起始因子（eIF，eukaryote initiation factor）的參與翻譯起始。eIF種類(lèi)和功能見(jiàn)P150表8-140S亞基識(shí)別mRNA帽子結(jié)構(gòu)，向下游動(dòng)中掃描mRNA起始密碼子。然后與大亞基結(jié)合，Met-tRNA不甲酰化。可分為5個(gè)步驟。80S起始復(fù)合物的形成4

2、0s.eIF-340s.eIF-3. eIF-2.GTP.Met-tRNA（40S前起始復(fù)合物）40s.eIF-3.4A.4B.eIF-2.GTP.Met-tRNA （40S前起始復(fù)合物）移動(dòng)到AUG80S.mRNA.Met.tRNA起始tRNA和40S核糖體亞基結(jié)合進(jìn)一步與mRNA結(jié)合，調(diào)節(jié)翻譯速度；eIF-2和Met-tRNA承擔(dān)起始密碼子的選擇二、mRNA 5末端帽子結(jié)構(gòu)的識(shí)別與蛋白質(zhì)合成帽子類(lèi)型：0號(hào)帽子，m7GpppN1號(hào)帽子： m7GpppNm2號(hào)帽子： m7GpppNmNmHNCH3m7G帽子帽子0 m7GpppXmpYp(2-O-甲基甲基-轉(zhuǎn)移酶催化轉(zhuǎn)移酶催化)m7GpppXm

3、pYmpm7GpppXpYp(鳥(niǎo)苷鳥(niǎo)苷-7-甲基甲基-轉(zhuǎn)移酶催化）轉(zhuǎn)移酶催化）（只有（只有A的的2-O甲基化后）甲基化后）1. 功能：能被核糖體小亞基識(shí)別，促使mRNA和核糖體的結(jié)合，翻譯起始中起作用。m7Gppp結(jié)構(gòu)能有效地封閉RNA 5末端，以保護(hù)mRNA免疫5核酸外切酶的降解，增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定。 帽子5端能與18S部分序列互補(bǔ)序列2. 帽子結(jié)合蛋白（CBP，cap binding protein）能專(zhuān)一識(shí)別mRNA帽子5端結(jié)構(gòu)。目前發(fā)現(xiàn)的有2種蛋白n eIF-4E蛋白n eIF-4F蛋白三、蛋白質(zhì)生物合成的起始反應(yīng)機(jī)制 1. M Kozak 提出掃描模型（scanning model）

4、u解釋5 都帶有m7G帽子結(jié)構(gòu)的mRNA翻譯起始機(jī)制u核糖體40S亞基遇到mRNA第一個(gè)AUG會(huì)停下來(lái)，與AUG附件的特征序列有關(guān)。 2. 有人還提出內(nèi)部起始機(jī)制：翻譯起始于帽子結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。第二節(jié) 3 -UTR結(jié)構(gòu)對(duì)翻譯的調(diào)控1 .終止密碼子及其附件序列終止密碼子：UAA、UAG、UGA在脊椎動(dòng)物和單子葉植物中， UAG 使用頻率最高；其他真核生物， UAA使用頻率最高，UAG使用頻率低。有人認(rèn)為終止密碼子的選擇受其附件GC含量的影響。2. UA （AU-rich element ARE）序列的調(diào)控作用 mRNA3端UTR序列常含UUAUUUAU序列（AU-rich element ARE），在

5、哺乳類(lèi)動(dòng)物，其主要功能是決定mRNA的半衰期，抑制mRNA的穩(wěn)定性。3. polyA尾巴的調(diào)控作用 polyA尾巴對(duì)mRNA穩(wěn)定性及翻譯效率有調(diào)控作用。 polyA尾巴通過(guò)結(jié)合蛋白（polyA binding protein PABP）與60S亞基相互作用實(shí)現(xiàn)對(duì)mRNA穩(wěn)定性及翻譯起始的促進(jìn)作用。第三節(jié) 翻譯因子的可逆磷酸化與蛋白質(zhì)合成的控制一、eIF-4F的磷酸化對(duì)蛋白質(zhì)合成速率的激活作用 eIF-4F 先與mRNA帽子結(jié)合，然后40s.eIF-3. eIF2.GTP.Met-tRNA（40S前起始復(fù)合物）才能與mRNA相連，進(jìn)入翻譯的起始階段。研究發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)生物合成增加，eIF-4F 和

6、亞基的磷酸化增加；蛋白質(zhì)生物合成減少與eIF-4F 和亞基的去磷酸化相關(guān)，證實(shí)了eIF-4F對(duì)翻譯起始的調(diào)控作用。二、eIF-2的磷酸化對(duì)翻譯的抑制作用eIF-2與GTP和Met-tRNA生成三元復(fù)合體在翻譯起始中起作用。研究表明， eIF-2的磷酸化會(huì)引起翻譯起始作用受阻，抑制蛋白質(zhì)的生物合成。磷酸化的eIF-2對(duì)GTP及eIF-2B有很高的親和力，抑制了eIF-2的再循環(huán)。 eIF-2.GTP.Met-tRNA三元復(fù)合物生成受阻，蛋白質(zhì)生物合成便受到抑制。第四節(jié) 轉(zhuǎn)鐵蛋白mRNA的翻譯調(diào)控u真核生物翻譯調(diào)控往往是通過(guò)mRNA本身結(jié)構(gòu)與相應(yīng)蛋白因子的相互作用實(shí)現(xiàn)的。u轉(zhuǎn)鐵蛋白（ferritin）、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（Tfr）和紅細(xì)胞的5-氨基酸乙酰丙酸合酶（eALAS）的mRNA翻譯調(diào)控與鐵離子有關(guān)。u該酶mRNA上存在鐵應(yīng)答元件（IRE，iron responsive element），當(dāng)IRF與IRE結(jié)合，封閉了該mRNA的翻譯作用。鐵離子濃度低時(shí)， IRF與IRE有很高的親和力，抑制eALAS的合成；增加鐵離子濃度， 減少I(mǎi)RF與IRE的親和力，可以除去翻譯的抑制作用。返回解釋eIF終止密碼子有_ 、 _ 、 _種。在脊椎